Sistem Pernafasan

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Tubuh manusia tercipta, tersusun sedemikian rupa sehingga dapat mengatur jika ada sesuatu

yang berubah. Pengaturan ini bertujuan agar kehidupan terus berlangsung. Dalam ilmu fisiologi

dikenal istilah homeostatis, yaitu pengatur-pengaturan status atau konstan dalam tubuh. Pada

dasarnya semua organ dan jaringan tubuh berfungsi membantu mempertahankan kondisi yang

tetap ini. Kondisi yang tetap ini berupa tersedianya bahan-bahan yang dibutuhkan untuk

kehidupan sel atau dikeluarkannya bahan-bahan sisa metabolisme yang tidak dibutuhkan lagi.

Untuk kelangsungan hidupnya, manusia butuh bernafas. Sistem pernafasan sangat penting

dimana terjadi pertukaran gas oksigen dan karbondioksida. Salah satu organ yang sangat

membutuhkan oksigen dan peka terhadap kekurangannya adalah otak. Tidak adanya O2 dalam 3

menit akan mengakibatkan seseorang kehilangan kesadaran. Lima menit tidak mendapatkan O2

sel otak akan rusak secara irreversible (tidak bisa kembali/perbaiki).

O2 di dalam udara di bawa masuk ke dalam paru-paru dan berdisfusi dalam darah. Bersamaan

dengan itu dikeluarkannya karbondioksida yang juga berdifusi dari darah dan kemudian

dikeluarkan bersama udara. O2 dibutuhkan semua sel dalam tubuh untuk kelangsungan

hidupnya. Sedangkan CO2 merupakan sisa hasil metabolisme yang tidak digunakan lagi dan

harus dikeluarkan dari dalam tubuh.

Perjalanan oksigen dan karbondioksida. Dari atmosfer (udara) oksigen masuk melalui mulut atau

hidung, faring, laring, trachea, bronkus, bronkeolus, sampai dengan alveoli. Dari alveoli O2

berdifusi masuk ke dalam darah dan dibawa oleh eritrosit (sel darah merah).

Dalam darah O2 dibawa ke jantung kemudian dipompakan oleh jantung diedarkan ke seluruh

tubuh untuk digunakan sampai tingkat sel. Oksigen masuk ke dalam sel dan di dalam

mitokondria digunakan untuk proses-proses metabolisme yang penting untuk kelangsungan

hidup. Sedangkan karbondioksida berjalan arah sebaliknya dengan oksigen.

B. Tujuan Untuk mengetahui anatomi dan fisiologis pernafasan.

C. Manfaat 1. Menambah pengetahuan kelompok tentang anatomi dan fisiologis pernafasan

2. Menambah wawasan membaca tentang sistem pernafasan.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Anatomi Dasar Sistem Pernafasan Sistem pernafasan pada dasarnya dibentuk oleh jalan atau saluran nafas dan paru-paru beserta

pembungkusnya (pleura) dan rongga dada yang melindunginya. Di dalam rongga dada terdapat

juga jantung di dalamnya. Rongga dada dipisahkan dengan perut oleh diafragma.

Saluran nafas yang dilalui udara adalah hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus dan

alveoli. Di dalamnya terdapat suatu sistem yang sedemikian rupa dapat menghangatkan udara

sebelum sampai ke alveoli. Terdapat juga suatu sistem pertahanan yang memungkinkan kotoran

atau benda yang masuk dapat dikeluarkan baik melalui batuk-batuk ataupun bersin.

Paru-paru dibungkus oleh pleura. Pleura ada yang menempel langsung ke paru-paru disebut

sebagai pleura visceral. Sedangkan pleura parietal menempel di dinding rongga dada dalam. Di

antara pleura visceral dan pleura parietal terdapat cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas

sehingga memungkinkan pergerakan dan pengembangan paru secara bebas tanpa ada gesekan

dengan dinding dada.

Rongga dada diperkuat oleh tulang-tulang yang membentuk rangka dada. Rangka dada ini terdiri

dari costac (iga-iga), sternum (tulang dada) tempat sebagian iga-iga menempel di depan, dan

vertebra torakal (tulang belakang) tempat menempelnya iga-iga di bagian belakang.

Terdapat otot-otot yang menempel pada rangka dada yang berfungsi penting sebagai otot

pernafasan. Otot-otot yang berfungsi dalam bernafas adalah sebagai berikut :

1. Interkostalis ekstermus (antar iga luar) yang mengangkat masing-masing iga.

2. Sternokleidomastoid yang mengangkat sternum (tulang dada)

3. Skelenus yang mengangkat 2 iga teratas.

4. Interkostalis internus (antar iga dalam) yang menurunkan iga-iga.

5. Otot perut yang menarik iga ke bawah sekaligus membuat isi perut mendorong diafragma ke

atas.

6. Otot dalam diafragma yang dapat menurunkan diafragma.

Percabangan saluran nafas dimulai dari trakea yang bercabang menjadi bronkus kanan dan kiri.

Masing-masing bronkus terus bercabang sampai dengan 20-25 kali sebelum sampai ke alveoli.

Sampai dengan percabangan bronkus terakhir sebelum bronkiolus, bronkus dilapisi oleh cincin

tulang rawan untuk menjaga agar saluran nafas tidak kolaps atau kempis sehingga aliran udara

lancar.

Bagian terakhir dari perjalanan udara adalah di alveoli. Di sini terjadi pertukaran oksigen dan

karbondioksida dari pembuluh darah kapiler dengan udara. Terdapat sekitar 300 juta alveoli di

kedua paru dengan diameter masing-masing 0,2 milimeter (hw).

B. Anatomi Saluran Pernafasan Saluran penghantar udara yang membawa udara ke paru adalah hidung, faring, laring, trakea,

bronkus dan bronkiolus. Saluran pernapasan dari hidung sampai bronkiolus dilapisi oleh

membran mukosa bersilia. Ketika masuk rongga hidung, udara disaring, dihangatkan dan

dilembabkan, ketiga proses ini merupakan fungsi utama dari mukosa respirasi yang terdiri dari

epitel toraks bertingkat, bersilia dan bersel globet. Permukaan epitel dilapisi oleh mukus yang

disekresi oleh sel globet dan kelenjar mukosa. Partikel debu yang disaring oleh rambut-rambut

yang terdapat dalam lubang hidung sedangkan partikel yang halus akan terjerat dalam lapisan

mukus. Gerakan silia mendorong lapisan mukus ke posterior di dalam rongga hidung dan ke

superior di dalam sistem pernapasan bagian bawah menuju faring. Dari sini partikel halus akan

tertelan atau dibatukkan keluar. Lapisan mukus memberikan air untuk kelembaban dan

banyaknya jaringan pembuluh darah di bawahnya akan menyuplai panas ke udara inspirasi. Jadi

udara inspirasi telah disesuaikan sedemikian rupa sehingga udara yang mencapai faring hampir

bebas debu, bersuhu mendekati suhu tubuh dan kelembabannya mencapai 100%.

Udara mengalir dari faring menuju laring atau kotak suara. Laring terdiri dari rangkaian cincin

tulang rawan yang dihubungkan oleh otot-otot dan pita suara. Ruang berbentuk segitiga di antara

pita suara (glotis) bermuara ke dalam trakea dan membentuk bagian antara saluran pernapasan

dan bawah. Glotis merupakan pemisah antara saluran pernapasan bagian atas dan bawah.

Meskipun laring terutama dianggap berhubungan dengan tonasi, tetapi fungsinya sebagai organ

pelindung jauh lebih penting. Pada waktu menelan geraan laring ke atas, penutupan glottis dan

fungsi seperti pintu dari epiglottis yang berbentuk daun pada pintu masuk laring, berperan untuk

mengarahkan makanan dan cairan masuk ke dalam esophagus. Jika ada benda asing mampu

masuk melampaui glotis fungsi batuk yang dimiliki laring akan membantu menghalau benda dan

sekret keluar dari saluran pernapasan bagian bawah.

Trakea disokong oleh cincin tulang rawan berbentuk seperti sepatu kuda yang panjangnya

kurang lebih 12,5 cm (5 inci). Struktur trakea dan bronkus dianalogkan dengan sebuah pohon,

dan oleh karena itu dinamakan pohon trakeobronkial. Permukaan posterior trakea agak pipih

dibandingkan sekelilingnya karena cincin tulang rawan di daerah itu tidak sempurna, dan

letaknya tepat di depan esophagus. Akibatnya jika suatu pipa endotrakea bulat yang kaku dengan

balon yang digelembungkan dimasukkan selama ventilasi mekanik dapat timbul erosi di

posterior membran tersebut dan membentuk fistula trakeoesofageal. Erosi bagian anterior

menembus cincin tulang rawan dapat juga timbul tetapi tidak sering. Pembengkakan dan

kerusakan pita suara juga merupakan komplikasi dari pemakaian pipa endotrakea tempat trakea

bercabang menjadi bronkus utama kiri dan kanan dikenal sebagai karina. Karina memiliki

banyak saraf dan dapat menyebabkan bronkospasme dan batuk berat jika diransang.

Bronkus utama kiri dan kanan tidak simetris, bronkus utama kanan lebih pendek dan lebih lebar

dibandingkan bronkus utama kiri dan merupakan kelanjutan dari trakea yang arahnya hampir

vertikal. Sebaliknya bronkus utama kiri lebih panjang dan lebih sempit dibandingkan dengan

bronkus utama kanan dan merupakan kelanjutan dari trakea dengan sudut yang lebih tajam. satu

pita endotrakeal yang telah dipasang untuk menjamin potensi jalan udara akan mudah meluncur

ke bawah ke bronkus utama kanan, jika pipa tidak tertahan dengan baik pada mulut dan hidung.

Jika terjadi demikian udara tidak dapat memasuki paru kiri dan akan menyebabkan kolaps paru.

Namun demikian arah bronkus kanan yang hampir vertikal tersebut memudahkan masuknya

kateter untuk melakukan pengisapan yang dalam. Selain itu benda asing yang terhirup lebih

sering tersangkut pada percabangan bronkus kanan karena arahnya vertikal.

Cabang utama bronkus kanan dan kiri bercabang lagi menjadi bronkus lobaris dan kemudian

bronkus segmentalis. Percabangan ini berjalan terus menjadi bronkus yang ukurannya semakin

kecil sampai akhirnya menjadi bronkiolus terminalis, yaitu saluran udara terkecil yang tidak

mengandung alveoli (kantong udara). Bronkiolus terminalis memiliki garis tengah kurang lebih 1

mm. bronkiolus tidak diperkuat oleh cincin tulang rawan, tetapi dikelilingi oleh otot-otot polos

sehingga ukurannya dapat berubah. Saluran udara ke bawah sampai bronkiolus terminalis disebut

saluran penghantar udara karena fungsi utama adalah sebagai penghantaran udara ke tempat

pertukaran gas paru.

Setelah bronkiolus terminalis terdapat ainus yang merupakan unit fungsional paru, yaitu tempat

pertukaran gas. Asinus terdiri dari : (1) bronkiolus respiratorius, yang terkadang memiliki

kantong udara kecil atau alveoli pada dindingnya, (2) duktus alveolaris, seluruhnya dibatasi oleh

alveolus, (3) sakus alveolaris terminalis yaitu struktur akhir paru.

Asinus atau kadang-kadang disebut lobulus primer memiliki garis tengah kira-kira 0,5 sampai

1,0 cm. terdapat sekitar 23 kali percabangan mulai dari trakea sampai sakus alveolaris terminalis.

Alveolus (dalam kelompok sakus alveolaris menyerupai anggur, yang membentuk sakus

terminalis) dipisahkan dari alveolus didekatnya oleh dinding tipis atau septum. Lubang kecil

pada dinding ini dinamakan pori-pori kohn. Lubang ini memungkinkan hubungan atau aliran

udara antara sakus alveolaris terminalis. Alveolus hanya mempunyai satu lapis sel yang

diameternya lebih kecil dibandingkan dengan diameter sel darah merah. Dalam setiap paru

terdapat sekitar 300 juta alveolus dengan luas permukaan seluas dengan lapangan tenis.

Terdapat dua tipe lapisan sel alveolar : penumosit tipe 1, merupakan lapisan tipis yang menyebar

dan menutupi lebih dari 90% daerah permukaan, dan pneumosit tipe II, yang bertanggung jawab

terhadap sekresi surfaktan. Struktur mikroskopik sebuah duktus alveolaris dan alveolus pada

hakekatnya merupakan suatu gelembung gas yang dikelilingi oleh jaringan kapiler, sehingga

batas antara cairan dan gas membentuk tegangan permukaan yang cenderung mencegah

pengembangan saat inspirasi dan cenderung kolaps pada waktu ekspirasi.

Pembentukan dan pengeluaran surfaktan oleh se lapisan alveolus (tipe II) bergantung pada

beberapa faktor yaitu kematangan sel-sel alveolus dan sistem enzim biosintetik, kecepatan

pergantian surfaktan yang normal, ventilasi yang memadai dan aliran darah ke dinding alveolus.

Surfaktan relatif lambat terbentuk pada kehidupan fetal, sehingga bayi yang lahir dengan jumlah

surfaktan yang sedikit (biasanya pada kelahiran prematur) dapat berkembang menjadi sindrom

gawat napas pada bayi. Surfaktan disintesis secara cepat dari asam lemak diekstraksi dari darah,

dengan kecepatan pergantiannya yang cepat. Sehingga bila aliran darah ke daerah paru terganggu

(misalnya karena emboli paru), maka jumlah surfaktan pada daerah tersebut akan berkurang.

Produksi surfaktan dirangsang oleh ventilasi aktif, volume tidak yang memadai, dan

hiperventilasi periodik (cepat dan dalam) yang cegah oleh konsentrasi O2 tinggi pada udara yang

diinspirasi. Sehingga pemberian O2 konsentrasi tinggi dalam waktu lama atau kegagalan untuk

bernapas cepat dan dalam pada seorang pasien yang menggunakan ventilasi mekanik akan

menurunkan produksi surfaktan dan menyebabkan kolaps alveolar (ateletaksis). Defisiensi

surfaktan dianggap sebagai faktor penting pada pathogenesis jumlah penyakit paru, termasuk

sindrom gawat napas akut (ARDS).

C. Rongga Toraks Paru merupakan organ yang elastis, berbentuk kerucut, dan terletak dalam rongga dada atau

toraks. Mediastinum sentral yang berisi jantung dan beberapap pembuluh darah besar

memisahkan paru tersebut. Setiap paru mempunyai apeks (bagian atas paru) dan dasar.

Pembuluh darah paru dan bronchial, bronkus, saraf dan pembuluh limfe memasuki tiap paru

pada bagian hilus dan membentuk akar paru. Paru kanan lebih besar daripada paru kiri dan

dibagi menjadi tiga lobus oleh fisura interlobaris. Paru kiri dibagi menjadi dua lobus.

Lobus-lobus tersebut dibagi menjadi beberapa segmen sesuai dengan segmen bronkusnya. Paru

kanan dibagi menjadi 10 segmen, sedangkan kiri dibagi menjadi 9. suatu lapisan tipis kontinus

yang mengandung kolagen dan jaringan elastis dikenal sebagai pleura, melapisi rongga dada

(pleura parietalis) dan menyelubungi setiap paru (pleura viseralis). Diantara pleura parietalis dan

viseralis terdapat suatu lapisan tipis cairan pleura yang berfungsi untuk memudahkan kedua

permukaan itu bergerak selama pernapasan dan untuk mencegah pemisahan toraks dan paru,

yang dapat dianalogkan seperti dua buah kaca objek yang akan saling melekat jika ada air.

Kedua kaca objek tersebut dapat bergeseran satu dengan yang lain tetapi keduanya sulit

dipisahkan.

Ada tiga faktor yang mempertahankan tekanan negatif yang normal ini. Pertama, jaringan elastis

paru memberikan kekuatan kontinu yang cenderung menarik paru menjauhi dari rangka toraks,

misalnya setelah lahir, paru cenderung mengerut ke ukuran aslinya yang lebih kecil dari pada

bentuknya sebelum mengembang. Tetapi, permukaan pleura viseralis dan pleura parietalis yang

saling menempel itu tidak dapat dipisahkan, sehingga tetap ada kekuatan kontinu yang

cenderung memisahkannya. Kekuatan ini dikenal sebagai tekanan negatif dari ruang pleura.

Tekanan intra pleura secara terus menerus bervariasi sepanjang siklus pernapasan, tetapi selalu

negatif.

Faktor utama kedua dalam mempertahankan tekanan negatif, intrapleura adalah kekuatan

osmotic yang terdapat di seluruh membran pleura. Cairan dalam keadaan normal akan bergerak

dari kapiler di dalam pleura parietalis ke ruang pleura dan kemudian diserap kembali melalui

pleura viseralis.

Pergerakan cairan pleura dianggap mengikuti hukum starling tentang pertukaran transkapiler,

yaitu pergerakan cairan bergantung pada selisih perbedaan antara tekanan hidrostatik darah yang

cenderung mendorong cairan keluar dan tekanan on kotik dari protein plasma yang cenderung

menahan cairan agar tetap di dalam.

Faktor ketiga yang mendukung tekanan negatif intra pleura adalah kekuatan pompa limpatik.

Sejumlah kecil protein secara normal memasuki ruang pleura tetapi akan dikeluarkan oleh sistem

limfatik dalam pleura parietalis, terkumpulnya protein di dalam ruang pleura akan mengacaukan

keseimbangan osmotic normal tanpa pengeluaran limfatik. Ketiga faktor ini kemudian mengatur

dan mempertahankan tekanan negatif intra pleura normal. Diafragma merupakan otot berbentuk

kubah yang membentuk dasar rongga thorax dan memisahkan rongga tersebut dari rongga

abdomen.

Dalam sistem pernafasan terdapat 4 peristiwa utama yang sangat fungsional, yaitu sebagai

berikut :

1. Ventilasi paru yaitu keluar masuknya udara antara atmosfer dan alveoli paru

2. Difusi oksigen dan karbondioksida antara alveoli dan darah.

3. Transpor oksigen dan karbondioksida dalam darah dari cairan tubuh ke dan dari sel.

4. Pengaturan ventilasi dan hal-hal lain dari pernafasan.

Keterangan :

1. Ventilasi paru (masuk dan keluarnya udara)

Pada prinsipnya udara dapat keluar masuk paru oleh karena adanya perbedaan tekanan udara

antara atmosfer dan dalam paru. Udara dapat masuk terhirup (inspirasi) karena tekanan udara di

dalam paru lebih kecil atau negatif dari tekanan di atmosfer. Begitu juga sebaliknya udara dapat

keluar (ekspirasi) karena tekanan udara dalam paru lebih tinggi atau positif. Tekanan udara dapat

berubah sejalan dengan membesar dan mengecilnya rongga dada beserta mengembang atau

mengempisnya paru-paru.

Rongga dada dapat membesar dan mengecil melalui beberapa cara sebagai berikut :

a. Diafragma bergerak naik turun

b. Depresi (penurunan) dan elevasi (pengangkatan) rangka iga untuk melebarkan diameter depan

belakang rongga dada.

c. Kontraksi otot perut dapat mendorong diafragma ke atas pada saat ekspirasi maksimal.

Dalam diafragma terdapat otot yang jika berkontraksi akan mengakibatkan diafragma turun ke

bawah. Hal tersebut akan memperbesar rongga dada. Jika otot tidak berkontraksi diafragma akan

naik kembali sehingga rongga dada mengecil. Tekanan udara dapat berubah sejalan dengan

membesar dan mengecilnya rongga dada.

Cara lain untuk mengembangkan rongga dada adalah dengan mengangkat tulang iga dan sternum

(tulang dada). Pengembangan rongga dada terjadi karena pada waktu istirahat posisi iga miring

ke bawah dan sternum turun ke belakang. Bila iga dan tulang dada dielevasikan (diangkat) maka

rongga dada akan mengembang karena diameter depan belakang menjadi lebih lebar.

Yang mengangkat rangka-rangka dada ini adalah otot. Otot ini disebut sebagai otot-otot inspirasi

yaitu sebagai berikut :

a. Interkostalis eksternus (antar iga luar) yang mengangkat masing-masing iga.

b. Sternokleidomastoid yang mengangkat sternum (tulang dada)

c. Skalenus yang mengangkat 2 iga ke atas.

Sedangkan otot yang menurunkan rangka dada untuk ekspirasi (otot ekspirasi) adalah sebagai

berikut :

a. Intercostalis internus (antar iga dalam) yang menurunkan iga-iga.

b. Otot perut yang menarik iga ke bawah sekaligus membuat isi perut mendorong diafragma ke

atas.

Pada saat bernafas biasa (waktu istirahat) tubuh membutuhkan energi untuk kontraksi otot

pernapasan pada saat inspirasi saja (otot inspirasi), sehingga udara dapat masuk ke paru-paru,

sedangkan pada waktu ekspirasi biasa, energi yang dikeluarkan untuk otot ekspirasi relatif tidak

ada. Hal ini bisa terjadi karena udara dapat keluar dari paru-paru hanya karena daya elastisitas

paru-paru yang mengembang sebelumnya akibat terisi oleh udara dan bukan karena otot

ekspirasi.

Sedangkan pada waktu aktivitas fisik yang lebih berat, tubuh membutuhkan lebih banyak energi

untuk kontraksi otot pernapasan karena tubuh memerlukan oksigen lebih banyak dan harus

mengeluarkan CO2 lebih banyak pula.

Otot-otot pernafasan sangat berperan dalam sistem homeostatis tubuh untuk bisa menyediakan

O2 dan bisa membuang CO2 dengan baik. Hal-hal yang dapat mengakibatkan melemahnya otot-

otot pernafasan akan sangat mengancam jiwa seseorang. Misalnya yang terjadi pada keracunan

obat pelemas otot seperti diazepam.

2. Difusi dan Perkusi

Difusi adalah proses dimana terjadi pertukaran oksigen dan karbondioksida pada tempat

pertemuan udara darah. Membran alveolar kapiler merupakan tempat yang ideal untuk difusi

karena membran ini mempunyai permukaan yang luas dan tipis. Pada orang dewasa normal, O2

dan CO2 mengalir menembus membran alveolar kapiler tanpa mengalami kesulitan.

Dalam keadaan istirahat normal, difusi dan keseimbangan antara O2 di kapiler darah paru dan

alveolus berlangsung kira-kira 0,25 detik dari total waktu kontak selama 0,75 detik. Hal ini

menimbulkan kesan bahwa paru normal memiliki cukup cadangan waktu difusi. Pada beberapa

penyakit misalnya fibrosis paru, sawar darah, dan udara dapat menebal dan difusi melambat

sehingga keseimbangan mungkin tidak lengkap, terutama sewaktu berolahraga ketika waktu

kontak total berkurang.

Perfusi pulmonal adalah aliran darah aktual melalui sirkulasi pulmonal. Darah dipompakan ke

dalam paru-paru oleh ventrikel kanan melalui arteri pulmonal. Arteri pulmonal terbagi menjadi

cabang kanan dan kiri untuk mensuplai kedua paru. Normalnya sekitar 2% darah dipompa oleh

ventrikel kanan tidak berperfuri melalui kapiler pulmonal. Darah terpirau ini mengalir ke dalam

jantung kiri tanpa ikut serta dalam pertukaran gas alveolar.

Sirkulasi pulmonal dianggap sistem tekanan rendah karena tekanan darah sistolik dalam arteri

pulmonalis adalah 20 sampai 30 mmHg dan tekanan diastolik adalah 5 sampai 15 mmHg.

Karena tekanan yang rendah ini, vaskulatur pulmonal normalnya dapat meragamkan

kapasitasnya untuk mengakomodasi aliran darah yang diterimanya. Namun demikian ketika

seseorang dalam posisi tegak, tekanan arteri pulmonal tidak cukup besar untuk mensuplai darah

ke bagian apeks paru terhadap kekuatan gaya gravitasi.

Perfusi juga dipengaruhi oleh tekanan alveolar. Kapiler pulmonal tertumpuk diantara perbatasan

alveoli. Jika tekanan alveolar cukup tinggi, kapiler akan tergencet. Tergantung pada dasarnya

tekanan, beberapa kapiler dapat benar-benar kolaps, sementara yang lainnya akan menyempit.

Tekanan arteri pulmonal, tekanan alveolar dan gravitasi menentukan pola pefusi. Pada penyakit

paru faktor ini beragam dan perfusi paru dapat menjadi sangat normal.

3. Transpor

a. Transpor O2 dalam darah

O2 dapat diangkut dari paru ke jaringan-jaringan melalui dua jalan, secara fisik larut dalam

plasma atau secara kimia berikatan dengan Hb sebagai oksiHb (HbO2). Ikatan kimia O2 dengan

Hb ini bersifat reversibel dan jumlah sesungguhnya yang diangkut dalam bentuk ini mempunyai

hubungan nonlinear dengan tekanan parsial O2 dalam darah arteri (Pa O2), yang ditentukan

parsial O2 dalam darah arteri (Pa O2) yang ditentukan oleh jumlah O2 yang secara fisik larut

dalam plasma darah.

Pada tingkat jaringan, O2 akan melepaskan diri dari Hb ke dalam plasma dan berdifusi dari

plasma ke sel-sel jaringan tubuh untuk memenuhi kebutuhan jaringan yang bersangkutan.

Meskipun kebutuhan jaringan bervariasi, namun sekitar 75% Hb masih berikatan dengan O2

pada waktu Hb kembali ke paru dalam bentuk darah vena campuran. Jadi hanya sekitar 25% O2

dalam darah arteri yang digunakan untuk keperluan jaringan. Hb yang telah melepaskan O2 pada

tingkat jaringan disebut Hb tereduksi. Hb tereduksi berwarna ungu dan menyebabkan warna

kebiruan pada darah vena, seperti yang kita lihat pada vena superficial, misalnya pada tangan,

sedangkan HbO2 berwarna merah terang dan menyebabkan warna kemerah-merahan pada darah

arteri.

b. Transpor CO2 dalam Darah

Homeostatis CO2 juga suatu aspek penting dalam kecukupan respirasi. Transport CO2 dari

jaringan ke paru untuk dibuang dilakukan dengan tiga cara. Sekitar 10% CO2 secara fisik larut

dalam plasma, karena tidak seperti O2, CO2 mudah larut dalam plasma. Sekitar 20% CO2

berikatan dengan gugus amino pada Hb (Karbominohemoglobin) dalam sel darah merah, dan

sekitar 70% diangkut dalam bentuk bikarbonat plasma (HCO3-). CO2 berikatan dengan air

dalam reaksi berikut ini :

CO2 H2CO3 H+ + HCO3-

Reaksi ini reversibel dan disebut persamaan buffer asam bikarbonat-karbonat. Keseimbangan

asam-basa tubuh ini sangat dipengaruhi oleh fungsi paru dan homeostasis CO2. Pada umumnya

hiperventilasi (ventilasi alveolus dalam keadaan kebutuhan metabolisme yang berlebihan)

menyebabkan alkalosis (peningkatan pH darah melebihi pH normal 7,4) akibat ekskresi CO2

berlebihan dari paru, hipoventilasi (ventilasi alveolus yang tidak dapat memenuhi kebutuhan

metabolisme) menyebabkan asidosis (penurunan kadar pH darah di bawah pH normal 7,4) akibat

retensio CO2 oleh paru. Dengan memeriksa persamaan, terbukti bahwa penurunan PCO2 seperti

yang terjadi pada hiperventilasi, akan menyebabkan reaksi bergeser ke kiri sehingga

menyebabkan penurunan konsentrasi H+ (kenaikan pH), dan peningkatan PCO2 menyebabkan

reaksi menjurus ke kanan, menimbulkan kenaikan kenaikan H+ (penurunan pH). Hipoventilasi

terjadi pada banyak keadaan yang mempengaruhi pompa pernapasan. Retensio CO2 juga

dihubungkan dengan emfisema dan bronchitis kronik akibat udara yang terperangkap dalam

paru.

4. Pengaturan Pernapasan

a. Pengaturan kimia pernapasan

Tujuan akhir pernapasan adalah untuk mempertahankan konsentrasi oksigen, karbon dioksida

dan ion hidrogen dalam cairan tubuh. Untungnya, aktivitas pernapasan sangat responsive

terhadap perubahan masing-masing konsentrasi tersebut. Kelebihan karbon dioksida atau ion

hidrogen terutama merangsang pusat pernapasan itu sendiri, menyebabkan peningkatan sinyal

inspirasi dan ekspirasi yang kuat ke otot-otot pernapasan. Oksigen, di lain pihak, tidak

mempunyai efek langsung yang bermakna terhadap pusat pernapasan di otak dalam pengaturan

pernapasan.

b. Pengaturan pernapasan selama latihan

Pada latihan yang berat, pemakaian oksigen dan pembentukan karbondioksida dapat meningkat

sampai 20 kali lipat. Ternyata, pada seorang atlet yang sehat, ventilasi alveolus kadang-kadang

meningkat hampir sama dengan langkah-langkah peningkatan tingkat metabolisme, seperti yang

diperlihatkan oleh hubungan antara pemakaian oksigen dan ventilasi. Oleh karena itu, PO2,

PCO2 dan pH arteri tetap hampir mendekati normal.

Dalam percobaan untuk menganalisis faktor-faktor yang menyebabkan peningkatan ventilasi

selama latihan, orang segera tertarik untuk menganggap hal ini sebagai perubahan kimiawi

dalam cairan tubuh selama latihan, termasuk peningkatan karbon dioksida, peningkatan ion

hidrogen, dan penurunan oksigen.

Tetapi hal ini masih dipertanyakan karena pengukuran PCO2, pH dan PO2 arteri

memperlihatkan bahwa tidak ada satu pun dari ketiga hal ini berubah secara bermakna, sehingga

tidak satu pun menjadi cukup abnormal untuk merangsang pernapasan.

D. Proses Sistem Pernapasan/Respirasi Pada Manusia Pernapasan atau respirasi adalah suatu proses mulai dari pengambilan oksigen, pengeluaran

karbohidrat hingga penggunaan energi di dalam tubuh. Manusia dalam bernapas menghirup

oksigen dalam udara bebas dan membuang karbondioksida ke lingkungan.

Respirasi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu :

1. Respirasi luar yang merupakan pertukaran antara O2 dan CO2 antara darah dan udara.

2. Respirasi dalam yang merupakan pertukaran O2 dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel tubuh.

Dalam mengambil nafas ke dalam tubuh dan membuang napas ke udara dilakukan dengan dua

cara pernapasan, yaitu :

1. Respirasi/pernapasan dada

a. Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi atau mengerut.

b. Tulang rusuk terangkat ke atas.

c. Rongga dada membesar yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga udara

masuk ke dalam badan.

2. Respirasi/pernapasan perut

a. Otot diafragma pada perut mengalami kontraksi.

b. Diafragma datar

c. Volume rongga dada menjadi besar yang mengakibatkan tekanan udara pada dada mengecil

sehingga udara masuk ke paru-paru.

Normalnya manusia butuh kurang lebih 300 liter O2 per hari. Dalam keadaan tubuh bekerja berat

maka O2 atau O2 yang diperlukan pun menjadi berlipat-lipat kali dan bisa sampai 10 hingga 15

kali lipat. Ketika O2 tembus selaput alveolus, hemoglobin akan mengikat O2 yang banyaknya

akan disesuaikan dengan besar kecilnya tekanan udara.

Pada pembuluh darah arteri, tekanan O2 dapat mencapai 100 mmHg dengan 19 cc O2.

Sedangkan pada pembuluh darah vena tekanannya hanya 40 mmHg dengan 12 cc O2. Oksigen

yang kita hasilkan dalam tubuh kurang lebih sebanyak 200 cc, dimana setiap liter darah mampu

melarutkan 4,3 cc karbondioksida. CO2 yang dihasilkan akan keluar dari jaringan menuju paru-

paru dengan bantuan darah.

Proses kimiawi respirasi pada tubuh manusia :

1. Pembuangan CO2 dari paru-paru : H + HCO3 H2CO3 H2 + CO2

2. Pengikatan oksigen oleh hemoglobin : Hb + O2 HbO2

3. Pemisahan oksigen dari hemoglobin ke cairan sel : HbO2 Hb + O2

4. Pengangkutan CO2 di dalam tubuh : CO2 + H2O –> H2 + CO2

E. Kelainan/Gangguan/Penyakit Sistem Pernapasan Sistem peredaran O2 yang diperlukan oleh tubuh manusia bisa mengalami gangguan atau

kelainan disertai penjelasan pengertian atau definisi singkat yaitu seperti :

1. Kelainan atau gangguan penyakit saluran pernapasan

a. Penyempitan saluran pernapasan akibat asma atau bronkitis. Bronkitis disebabkan oleh

bronkus yang dikelilingi lendir cairan peradangan, sedangkan asma adalah penyempitan saluran

pernapasan akibat otot polos pada saluran pernapasan mengalami kontraksi yang mengganggu

jalan napas.

b. Sinusitis, adalah radang pada rongga hidung bagian atas

c. Renitis, adalah gangguan radang pada hidung.

d. Pembengkakan kelenjar limfe pada sekitar tekak dan hidung yang mempersempit jalan napas.

Penderita umumnya lebih suka menggunakan mulut untuk bernapas.

e. Pleuritis merupakan radang pada selaput pembungkus paru-paru atau disebut pleura.

f. Bronkitis adalah radang pada bronkus.

2. Kelainan penyakit dinding alveolus

a. Pneumonia adalah suatu infeksi bakteri diplococus pneumonia yang menyebabkan peradangan

pada dinding alveolus.

b. Tuberkulosis/TBC, merupakan penyakit yang disebabkan oleh baksil yang mengakibatkan

bintil-bintil pada dinding alveolus.

c. Masuknya air ke alveolus.

3. Kelainan penyakit sistem transportasi udara

a. Kontaminasi gas CO/karbon monoksida atau CN/sianida

b. Kadar haemoglobin/hemoglobin yang kurang pada darah sehingga menyebabkan tubuh

kekurangan O2/kurang darah (anemia).

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan Organ-organ sistem pernapasan :

1. Hidung

2. Faring (tekak)

3. Laring (pangkal tenggorok)

4. Trakea (batang tenggorok)

5. Bronkus (cabang tenggorok)

6. Paru-paru

Mekanisme proses pernafasan di bagi menjadi 4 peristiwa fungsional utama :

1. Ventilasi paru

Yang berarti masuk dan keluarnya udara antara atmosfir dan alveoli paru.

2. Difusi oksigen dan karbon dioksida antara alveoli dan darah.

3. Transpor oksigen dan karbon dioksida dalam darah dan cairan tubuh ke dan dari sel

4. Pengaturan ventilasi dan hal-hal lain dari pernapasan.

B. Saran Diharapkan mahasiswa mampu memahami tentang anatomi fisiologis sistem pernafasan.

DAFTAR PUSTAKA

Hall dan Guyton. 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. EGC. Jakarta.

Prince A. Sylvia. 2005. Patofisiologi Volume 2. Edisi 6. EGC : Jakarta.